Дистанційне зондування хвильових збурень іоносфери та морської поверхні в короткохвильовому діапазоні - Автореферат

Незважаючи на аперіодичний характер поведінки більшості природних впливів на поверхню океану і атмосферу, обидва середовища згідно з дисперсійними властивостями “фільтрують” певні спектральні компоненти збурень, які можуть поширюватися у вигляді хвильових утворень на значні відстані від джерел. Гравітаційна компонента морського хвилювання відіграє важливу роль при енергетичній взаємодії з атмосферою, прибережними регіонами суші та різних ділянок світового океану між собою. Безумовну перевагу мають дистанційні методи радіозондування схвильованої морської поверхні та атмосферних гравітаційних хвиль, що дозволяють на великих відстанях реалізовувати безконтактну діагностику досліджуваних хвильових процесів. Результати досліджень, представлені у дисертації, було отримано у рамках таких наукових програм та науково-дослідних робіт: 1) Теми, що було виконано за Розпорядженням Президії НАН України - НДР “Радіофізичні дослідження космічного простору - близький та далекий космос”, шифр “Ямб” (№ держ. реєстр. Предмет дослідження складає вплив атмосферних гравітаційних хвиль в іоносфері та гравітаційної компоненти морського хвилювання на траєкторні параметри радіохвиль КХ діапазону, що відбиваються від іоносфери та морської поверхні.У вступі обґрунтовано актуальність досліджень, сформульовано мету та задачі дисертаційної роботи, наведено основні результати, які становлять новизну роботи, та їх практичну значущість, визначено особистий внесок здобувача, подано дані відносно апробації результатів, кількості публікацій за темою роботи, а також коротко наведено зміст кожного із розділів роботи. Метод вимірювання повного електронного вмісту (ПЕВ), заснований на просвічуванні іоносфери радіосигналами з частотами, які значно перевищують плазмову в максимумі електронної концентрації, що знімає залежність ефективності цього методу від іоносферних умов. Наприкінці минулого сторіччя в РІНАН був розроблений метод частотно-кутового зондування РІН, який засновано на вимірюванні траєкторних параметрів КХ сигналів (кутів приходу та доплерівського зсуву частоти) на похилих радіотрасах. Він дозволяє не тільки відтворювати параметри (амплітуду, довжину хвилі, напрямок та швидкість руху) з вимірювань в одному пункті, але і надає можливість візуалізації самих збурень. Дослідження спектру розсіяного/відбитого поверхнею океану сигналу надають можливість відновлювати такі параметри морського хвилювання, як амплітуда та напрямок руху.В ході проведених у рамках дисертаційної роботи досліджень було отримано наступні результати: 1) Реалізовано схему двопозиційного КХ радіозондування схвильованої морської поверхні з використанням випромінювання наземних широкомовних станцій, що пройшло крізь іоносферний канал, при значному рознесенні передаючих та приймального пункту, який розташований на борту судна. 2) Узагальнено метод частотно-кутового зондування іоносфери, що був розроблений в РІНАН України, для діагностики рухомих іоносферних неоднорідностей у моделі ідеально відбиваючої схвильованої поверхні на випадок вертикального зондування.

2. Основний зміст роботи

В ході проведених у рамках дисертаційної роботи досліджень було отримано наступні результати: 1) Реалізовано схему двопозиційного КХ радіозондування схвильованої морської поверхні з використанням випромінювання наземних широкомовних станцій, що пройшло крізь іоносферний канал, при значному рознесенні передаючих та приймального пункту, який розташований на борту судна.

2) Узагальнено метод частотно-кутового зондування іоносфери, що був розроблений в РІНАН України, для діагностики рухомих іоносферних неоднорідностей у моделі ідеально відбиваючої схвильованої поверхні на випадок вертикального зондування.

3) Обґрунтовано та реалізовано можливість відтворення параметрів іоносферних неоднорідностей методом частотно-кутового зондування з використанням моделі РІН у вигляді тривимірних хвиль електронної концентрації, що поширюються в іоносферному шарі.

4) Проведено довгострокові спостереження рухомих іоносферних неоднорідностей в районі Антарктичного півострову. Визначено основні характеристики РІН та проаналізовано джерела їх збудження.

Слід відмітити, що розроблені діагностичні методи дозволяють використовувати неспеціальні види випромінювання, наприклад, сигнали широкомовних станцій. Враховуючи наявність великої кількості таких передавачів, можна говорити про створення реальних передумов для використання запропонованих методів у системі глобальної діагностики хвильових процесів на поверхні океану та в навколоземній плазмі.

1. Брюховецкий А. С., Кащеев А. С., Кащеев С. Б., Ямпольский Ю. М. Двухпозиционное КВ рассеяние взволнованной морской поверхностью, Часть 1, теория // Радиофизика и радиоастрономия. - 2003. - 8. - №3. - С. 235-241.

2. Брюховецкий А. С., Кащеев А. С., Кащеев С. Б., Колосков А. В., Пикулик И. И., Ямпольский Ю. М. Двухпозиционное КВ рассеяние взволнованной морской поверхностью, Часть 2, эксперимент // Радиофизика и радиоастрономия. - 2003. - 8. - №3. - С. 242-252.

3. Брюховецкий А. С., Кащеев А. С., Кащеев С. Б., Ямпольский Ю. М. Радиозондирование морской поверхности в ходе 7-ой Украинской Антарктической Экспедиции // Украинский Антарктический журнал. - 2003. - №1. - С. 37-46.

4. Галушко В. Г., Кащеев А. С. Импульсное частотно-угловое зондирование перемещающихся ионосферных возмущений // Радиофизика и радиоастрономия. - 2004. - 9. - №2. - С. 160-171.

5. Галушко В. Г., Кащеев А. С. Частотно-угловое зондирование перемещающихся ионосферных возмущений в модели трехмерных волн плотности, распространяющихся в ионосферном слое // Радиофизика и радиоастрономия. - 2006. - 11. - №3. - С. 242-253.

6. Галушко В. Г., Кащеев А. С., Кащеев С. Б., Пикулик И. И., Ямпольский Ю. М. Проведение двухпозиционных КВ наблюдений перемещающихся ионосферных возмущений во время сезонных работ 9-й Украинской антарктической экспедиции // Электромагнитные проявления геофизических эффектов в Антарктиде. / Под ред. Л. Н. Литвиненко, Ю. М. Ямпольского - Харьков: Радиоастрономический институт НАН Украины, 2005. - C. 231-243.

7. Galushko V. G., Kashcheyev A. S., Kashcheyev S. B., Koloskov A. V., Pikulik I. I., Yampolski Y. M., Litvinov V. A., Milinevsky G. P., Rakusa-Suszczewski S. Bistatic HF diagnostics of TIDS over the Antarctic Peninsula // J. Atm. Sollar-Terr. Phys. -2007. - 69. - P. 403-410.

8. Кащеев А. С., Кащеев С. Б., Колосков А. В., Пикулик И. И., Брюховецкий А. С., Ямпольский Ю. М. Двухпозиционное КВ рассеяние взволнованной поверхностью // Сб. тезисов Второй Харьковской конференции молодых ученных по радиофизике и СВЧ електронике. - Харьков (Украина). - 2001. - С. 41.

9. Kashcheyev S. B., Kashcheyev A. S., Zalizovsky A. V., Galushko V. G., Yampolsky Yu. M., Kurkin V. I., Litovkin G. I., Petko P.V. Effects of very long-range HF propagation along the Irkutsk - Akademik Vernadsky link // Abstracts of Second Ukrainian Antarctic Meeting. Antarcitc - Kyiv (Ukraine). - 2004. - P. 73

10. Галушко В. Г., Кащеев А. С., Колосков А. В., Пикулик И. И., Ямпольский Ю. М. Двухпозиционная КВ-диагностика ПИВ над Антарктическим полуостровом // Труды VIII конференции молодых ученных “Астрофизика и физика околоземного космического пространства”. - Иркутск: ИСЗФ СО РАН. - 2005, -С. 82-85.